Reflow forrasztási főzőlap: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Az apró SMD alkatrészek forrasztása meglehetősen nehéz lehet, de a folyamat automatizálható is. Ezt megteheti forrasztópaszta felhordásával és sütésével, akár (újrafűtő) sütőben, akár főzőlapon (például a konyhában lévő főzőlapon). A weben sok DIY reflow sütőt láttam; véleményem szerint van egy nagy hátrányuk: sok helyet foglalnak el. Ezért úgy döntöttem, hogy inkább főzőlapot építek.

A főzőlap teljesen programozható, így bármilyen reflow profil hozzáadható. A visszafolyási folyamat ezután teljesen automatizált. Kezdjünk építeni!

1. lépés: Alkatrészek és eszközök

Alkatrészek

• Főzőlap, az enyémet egy régi woktól kaptam
• Szilárdtest relé (SSR)
• Tápkábel
• USB tápcsatlakozó (amerikai csatlakozó)
• LCD
• Prototípus -tábla
• Arduino nano
• Női fejlécek
• K típusú hőelem + MAX 6675 erősítő
• Nyomógomb
• USB - mini USB kábel

Eszközök

• Bilincsek
• Fa ragasztó
• Lézervágó
• Fúró
• Forrasztópáka

2. lépés: Az ügy

Ebben az esetben két lehetőségünk van, a főzőlapjától függően. Az első lehetőség a meglévő burkolat módosítása, ez életképes, ha elég nagy ahhoz, hogy elférjen benne SSR, LCD stb. Az én esetemben azonban nem volt elég hely, ezért újat kellett terveznem.

A tok lézervágott MDF -ből készült. Az élő csuklópántnak köszönhetően ez a kialakítás csak lézervágón készíthető el: az MDF -ben lévő kis rések lehetővé teszik a hajlítást. A darabok rejtvényként összeragaszthatók, csak használjon elegendő bilincset. Tegye hozzá a főzőlapot, és rögzítse a helyén (az enyém csavarokkal van rögzítve az alján).

Néhány további lyukat kell fúrni: egyet a tápkábelhez, egyet a gombhoz és kettőt az LCD -hez. Így bármilyen gomb, lcd,… a helyén lehet, hogy illeszkedjen. Ezután az LCD -t a gombbal együtt a helyére lehet csavarozni.

A hőelemet erősen a főzőlaphoz kell nyomni. Fúrjon lyukat és vezesse át a hőelemet. Ezután az MDF -hez kell nyomni. Kicsi óncsíkot használtam, de használhat szalagot vagy cipzárat is (fúrjon 2 lyukat a hőelem lyuk mellé, és táplálja a cipzárat).

Tudnivaló: érdemes elgondolkodni azon, hogy az MDF -et 250 ° C -os főzőlappal együtt érdemes -e használni. Általában nem az, de úgy tettem az esetet, hogy ez nem jelent veszélyt.

Az MDF alkatrészek csak a főzőlap lábait érik, amelyek jelentősen hidegebbek (max. 60 ° C), mint a főzőlap teteje. Mindenhol máshol az MDF -t és a főzőlapot kis légrés választja el. Mivel a levegő nagyon jó szigetelő, az MDF egyáltalán nem melegszik fel, nemhogy meggyullad. Ezenkívül a hőmérséklet csak néhány perc alatt magas, így a lábak soha nem érhetik el ugyanazt a hőmérsékletet, mint a teteje (az egyensúlyi állapotot soha nem éri el).

Hozzáadtam a Fusion 360 fájlt, hogy igényeihez igazítsa. Csak tartsa szem előtt a fenti figyelmeztetést, amikor saját főzőlapjának kialakítását hangolja.

3. lépés: Elektronika

A projekt elektronikai része meglehetősen egyszerű, csak néhány modult kell összekapcsolnunk. Az Arduino a hőmérsékletet egy hőelemtől kapja, amelynek jelét a MAX6675 erősíti. Ezután megjeleníti a hőmérsékletet egy LCD -n, és szükség esetén SSD relét kapcsol. A diagramon minden látható.

Kisfeszültségű

Mivel nem sok energiát fogyasztanak, egyszerűen csatlakoztathatunk mindent az Arduino csapokhoz, és konfigurálhatjuk a tápellátáshoz és a földeléshez szükséges csapokat.

Néhány helyszűke miatt nem sikerült olyan szépen, mint reméltem. Mindent egy kis darab perfboardra szereltem, az LCD képernyő hátuljához forrasztva. A MAX6675 hátoldalára ragasztott egy kétoldalas szalagot.

Az Arduino a mini USB porton keresztül kap áramot, ezért USB -kábelen keresztül csatlakoztatjuk a tápegységhez. Célszerű ezen a ponton tesztelni a rendszert, mielőtt továbblépnénk.

Magasfeszültség

Most csatlakoztathatjuk magát a főzőlapot. Mivel ez a hálózati vezeték, nagyon óvatosnak kell lennünk: győződjön meg róla, hogy minden ki van húzva a konnektorból, amikor dolgozik rajta!

Először is le kell földelni a főzőlapot, hogy megelőzzük az áramütést, ha valami baj történik. Csavarja le a tápkábelt, és erősen csavarja a sárga/zöld földelő vezetéket a burkolatra.

Ezután az SSR -n keresztül csatlakoztatjuk a főzőlap két terminálját a hálózathoz. Csatlakoztassa a feszültség alatt álló vezetéket (a színkód az országtól függ) az SSR egyik oldalához. Csatlakoztassa az SSR második oldalát a főzőlaphoz egy rövid vezetéken keresztül (azonos átmérőjű/átmérőjű, mint a tápkábel). A főzőlap másik vége a semleges vezetékhez megy. Hozzáadtam egy képet a vezetékekről, mielőtt a főzőlapot a házba szereltem, hogy ez egyértelmű legyen.

A hálózati adapter bekötése egyszerűbb: a feszültség alatt álló vezeték az egyik terminálhoz, a nulla pedig a másikhoz csatlakozik. Bár Európában élek, ehhez egy amerikai hálózati adaptert használtam: a fogak lyukain nagyon kényelmesen lehet az ásókapcsokat rögzíteni.

Ez lezárja az elektronikát, és most életet adhat a kódnak.

4. lépés: Programozás

A kód az, ami egy buta wok -ot reflow főzőlappá változtat. Lehetővé teszi számunkra, hogy pontosan szabályozzuk a hőmérsékletet és egyéni reflow profilokat adjunk hozzá.

Reflow profilok

Sajnos a visszaforrasztott forrasztás nem olyan egyszerű, mint bekapcsolni a fűtőtestet, várni és újra kikapcsolni. A hőmérsékletnek egy meghatározott profilt kell követnie, az úgynevezett reflow profilt. Jó magyarázatot találhat itt, vagy az interwebs más helyein.

A kód lehetővé teszi több profil tárolását a különböző igények kielégítésére (főleg ólom vagy ólommentes forrasztás). Egy egyszerű gombnyomással válthat közöttük. Hozzáadásra kerülnek a Times_profile és a Temps_profile, amelyek mindkettő 4 oszlopvektor. Az első oszlop az előmelegítési fázishoz, a második az áztatási fázishoz, majd a felfutás és végül az újraáramlás fázisa.

A főzőlap vezérlése

A főzőlap vezetése úgy, hogy követi ezt a pályát, nem egyszerű. A mögöttes tudományt vezérléselméletnek nevezik. Itt nagyon mélyreható lehet a tökéletes vezérlő megtervezése, de a lehető legegyszerűbben tartjuk, miközben biztosítjuk a jó eredményt. A rendszerünk bemenete az SSR, amely be- vagy kikapcsolja, a kimenet pedig a hőmérséklet, amelyet mérhetünk. Az SSR be- vagy kikapcsolásával ezen hőmérséklet alapján visszajelzést vezetünk be, és ez teszi lehetővé a hőmérséklet szabályozását. A lehető leg intuitívabban elmagyarázom a folyamatot, és elmagyarázom, hogyan jellemezheti az adott főzőlapot az általam készített kóddal.

Mindannyian tudjuk, hogy a fűtés bekapcsolásakor nem melegszik fel azonnal. Késés van a bekapcsolás (akció) és a felmelegedés (reakció) között. Tehát amikor el akarjuk érni a 250 ° C -os hőmérsékletet, akkor előtte le kell kapcsolni a főzőlapot. Ez a késleltetés a főzőlap bekapcsolásával, a bekapcsolás és a hőmérsékletváltozás közötti idő mérésével mérhető. Tegyük fel, hogy a késleltetés 20 másodperc. Töltse ki ezt az "timeDelay" változóhoz.

Egy másik szemléletmód a következőképpen nézne ki: ha kikapcsoljuk a fűtőtestet 250 ° C -on, az magasabb értéket érne el - mondjuk 270 C -on -, majd kissé lehűlni kezd. A hőmérsékletkülönbség a túllépés - esetünkben 20 ° C. Töltse ki ezt az "overShoot" változóhoz.

Összefoglalva: a 250 ° C elérése megköveteli, hogy kapcsoljuk ki a főzőlapot 230 ° C -on, és várjunk még 20 másodpercet, amíg a főzőlap eléri ezt a túllépési hőmérsékletet.

Amikor a hőmérséklet csökkent, a főzőlapnak újra be kell kapcsolnia. A 20 ° C -os csökkenésre várva nem lenne szép eredmény, ezért más küszöbértéket használnak. Ezt hívják hiszterézis vezérlésnek (különböző be- és kikapcsolási értékek). A hőmérséklet fenntartásához kis, legfeljebb 10 másodperces kitöréseket használnak.

Mérések

A vezérlő ellenőrzéséhez a Putty (egy soros terminál a PC -hez néhány fantasztikus funkcióval) segítségével naplóztam egy excel fájlba. Mint látható, az előállított reflow profil több mint elég jó. Nem rossz az olcsó elektromos wok!

5. lépés: Tesztelj és élvezd

Végeztünk! Egy régi wokot forrasztó főzőlappá alakítottunk!

Csatlakoztassa a főzőlapot, válassza ki a visszafolyási profilt, és hagyja, hogy a gép elvégezze a munkát. Néhány perc múlva a forrasztóanyag olvadni kezd, és az összes alkatrészt a helyére forrasztja. Csak győződjön meg róla, hogy mindent lehűl, mielőtt hozzáérne. Alternatív megoldásként előmelegítőként is használható, ami praktikus a nagy földelésű táblákhoz.

Remélem tetszett a projekt és inspirációt találtál valami hasonló elkészítéséhez! Nyugodtan nézze meg a többi utasításomat is: